为了达到可控核聚变的点火条件，托卡马克需要很高的等离子体温度，密度和聚变增益。在一定条件下，聚变增益与等离子体的归一化比压（简称βN）成正比。因此，在托卡马克中实现高βN（βN＞1.5）等离子体放电对未来ITER的高参数运行具有重要参考意义。国内外的专家学者们研究了很多种实验方法用以提高等离子体的βN，主要是通过优化控制芯部的输运、利用内部输运垒(Internal trasport barrier，ITB)的形成以及提高自举电流份额等三种手段实现高βN放电。EAST托卡马克上的实验研究发现，维持高βN等离子体放电需要持续注入稳定的高辅助加热功率、有效控制芯部杂质聚集以及对ITB进行维持等条件。
　　在托卡马克长脉冲高功率高βN等离子体运行过程中，芯部的高性能等离子体排出的大量热和粒子将穿过闭合磁面，沿开放的磁力线最终到达装置第一壁和偏滤器靶板。靶板的极高热负荷及其引起的等离子体与壁强烈相互作用是目前磁约束聚变装置及未来聚变堆稳态运行都需要面临的严峻挑战。因此，对高βN放电过程中偏滤器靶板上的热负荷进行评估是十分必要的。
　　基于EAST上高βN放电数据库，本文主要研究了在高βN放电条件下不同芯部的和台基的物理机制对偏滤器粒子通量和热负荷以及热衰减宽度的影响。本论文的主要工作分为以下两个部分:
　　(1)基于EAST上的ITB放电数据库，研究了随着ITB的动力学演化，偏滤器打击点附近和刮削层(The scrape-off layer，SOL)区域的粒子通量与密度ITB的变化之间的联系。将ITB动力学演化过程分为两个阶段，ITB形成阶段和退化阶段。在ITB形成阶段，随着芯部密度梯度的增大，偏滤器内靶板上打击点附近粒子通量增加;在ITB退化阶段，随着密度梯度减小，偏滤器内靶板上打击点附近粒子通量也减少。同时，我们还在偏滤器内靶板打击点附近观察到打击点的移动。SOL区域总的粒子通量与打击点附近的粒子通量变化趋势一致，但和私有通量区的总的粒子通量变化相反。另外，在内靶板上还观察到了打击点的移动与ITB动力学演化过程有一定的联系，随着ITB逐渐形成，打击点逐渐远离偏滤器corner，在ITB逐渐退化时，打击点又慢慢移动回到了ITB形成刚开始的位置。同时在ITB形成阶段，粒子流衰减宽度逐渐降低，在ITB退化阶段，粒子流衰减宽度逐渐增加。此外，偏滤器上总的粒子流的增加和减少的趋势与台基密度梯度变化趋势一致，这可能是由于Shafranov位移的增大导致了边界磁面的压缩，引起了边界密度梯度增加，从而使得偏滤器靶板上的总粒子通量增加。
　　(2)在高βN条件下，在动力学气球模的影响下台基区域会出现相干模，这种相干模会产生强的扰动，造成强烈的径向粒子输运，使得偏滤器靶板上的粒子通量增加。在相干模存在条件下，相干模会抑制台基密度和压强增长率进一步增加，从而使得Inter-ELM(Edge localized mode，ELM)期间的台基密度和压强保持稳定，有可能影响台基的坍塌从而影响ELM的爆发。基于相干模增强输运这一现象，本文主要研究了相干模对偏滤器等离子体行为的影响。首先，定量分析了Inter-ELM期间和During ELM期间相干模幅度对粒子和热流水平的影响。研究发现，相对于没有相干模而言，在相干模存在条件下，Inter-ELM和During ELM期间从主等离子区域排出的粒子数和热流更多。随着相干模幅度的增加，Inter-ELM期间和During ELM期间的粒子通量和热流增加。而且，台基区出现相干模后会整体地抬高偏滤器靶板上粒子流的分布，在近SOL区域的粒子通量增加的幅度大，在远SOL区域的粒子通量增加的幅度小。其次，分析了不同相干模幅度对靶板的粒子衰减宽度的影响。目前发现了在相干模存在条件下内靶板上的粒子衰减宽度变化不大。